專利名稱：基于arm7的j1939-rs485網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種網(wǎng)關(guān)，尤其涉及到一種基于ARM7 CPU核的用于兩種不 同的總線J1939和RS485總線之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的新型網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
J1939協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(SAE)定義的，主要用于商用車輛，但也用于 艦船、軌道機(jī)車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型發(fā)動機(jī)。目前，國內(nèi)外各種軌道車輛、鐵路 行業(yè)養(yǎng)路機(jī)械以及農(nóng)林機(jī)械普遍開始使用支持J1939協(xié)議的電控單元對發(fā)動機(jī) 進(jìn)行控制。
RS485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線 收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得 到恢復(fù)。要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。 RS485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電 路須由使能信號加以控制。RS485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號 線。應(yīng)用RS485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32 臺接收器。
使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的RS485總線能夠 互聯(lián)，對于基于J1939協(xié)議的控制系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試以及監(jiān)視具有很重要的意 義，但目前本領(lǐng)域中未出現(xiàn)可以使其互聯(lián)的解決方案。 發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的RS485總線 互聯(lián)，本實用新型設(shè)計一種基于ARM7的J1939-RS485網(wǎng)關(guān)。
本實用新型所述的基于ARM7的J1939-RS485網(wǎng)關(guān)包括J1939總線收發(fā)器、 J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、RS485總線收發(fā)器、RS485總線隔離 變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線 收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理， 處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，最后通過RS485總線隔離變壓器發(fā)送到RS485總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為RS485總線數(shù)據(jù)通過RS485總線隔離變 壓器進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理 后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，最后通過J1939總線收發(fā)器送到J1939 總線。
所述的J1939總線協(xié)議控制器，根據(jù)J1939總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收J(rèn)1939 數(shù)據(jù)幀，被ARM7中央控制器讀取。讀取ARM7中央控制器寫入J1939協(xié)議控制 器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成J1939數(shù)據(jù)幀發(fā)送到J1939總線。
所述的RS485總線收發(fā)器，接收RS485總線數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過解碼處理后傳給ARM7 中央控制器。讀取ARM7中央控制器寫入RS485總線控制寄存器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過 編碼生成RS485總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送到RS485總線。
所述的A體7中央控制器，負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器和RS485總線收發(fā)器 的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口，用戶使用符合IEC61131-3的語言編寫控制 邏輯。
所述的RS485總線隔離變壓器，是RS485總線收發(fā)器與RS485總線物理層的 電氣接口，起到電氣隔離的作用。
所述的J1939總線收發(fā)器是J1939總線協(xié)議控制器與J1939總線物理層的電 氣接口，起到電信號轉(zhuǎn)換作用。
本實用新型的有益效果是:解決了發(fā)動機(jī)專用的J1939控制網(wǎng)絡(luò)和通用RS485
總線的互聯(lián)問題，具有設(shè)計新穎、可靠、靈活等特點，在軌道車輛以及農(nóng)林機(jī)
械等行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為基于A歴7的J1939-RS485網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式

如圖所示，本實用新型主要用于發(fā)動機(jī)專用控制總線J1939中，作為J1939 總線與RS485總線間的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
本實用新型包括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制 器、RS485總線收發(fā)器、RS485總線隔離變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連接 關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再 進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，
4最后通過RS485總線隔離變壓器發(fā)送到RS485總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為 RS485總線數(shù)據(jù)通過RS485總線隔離變壓器進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，再進(jìn)入A腿7 中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，最 后通過J1939總線收發(fā)器送到J1939總線。
所述的J1939總線協(xié)議控制器，根據(jù)J1939總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收J(rèn)1939 數(shù)據(jù)幀，被ARM7中央控制器讀取。讀取ARM7中央控制器寫入J1939協(xié)議控制 器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成J1939數(shù)據(jù)幀發(fā)送到J1939總線。
所述的RS485總線收發(fā)器，接收RS485總線數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過解碼處理后傳給A歴7 中央控制器。讀取A體7中央控制器寫入RS485總線控制寄存器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過 編碼生成RS485總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送到RS485總線。
所述的RS485總線隔離變壓器，是RS485總線收發(fā)器與RS485總線物理層的 電氣接口，起到電氣隔離的作用。
所述的J1939總線收發(fā)器是J1939總線協(xié)議控制器與J1939總線物理層的電 氣接口，起到電信號轉(zhuǎn)換作用。
所述的ARM7中央控制器，負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器和RS485總線收發(fā)器 的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口。 ARM7中央控制器運行符合IEC61131-3的 PLC解釋器，解釋執(zhí)行用戶編寫的應(yīng)用程序。A體7中央控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的總線 讀寫來控制J1939協(xié)議控制器發(fā)送或者接受J1939總線的數(shù)據(jù)，J1939協(xié)議控制 器負(fù)責(zé)總線的監(jiān)視和管理、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、編碼或解碼數(shù)據(jù)幀。J1939總線收 發(fā)器負(fù)責(zé)將收發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合J1939總線物理層規(guī)定的電信號，同時對 J1939的總線控制電路進(jìn)行隔離和保護(hù)。ARM7中央控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的UART接口 來控制RS485總線收發(fā)器，通過發(fā)送數(shù)據(jù)通道和接收數(shù)據(jù)通道來訪問RS485總 線數(shù)據(jù)。RS485總線隔離變壓器用于RS485總線收發(fā)器與RS485總線的隔離，保 護(hù)RS485總線收發(fā)器以及周邊電路，并起到抵抗來自外部RS485總線的電磁干 擾的作用。ARM7中央控制器及其外圍接口電路實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的中央控制功能，主 要包括ARM7中央控制器，代碼存儲器，配置存儲器，程序存儲器。ARM7中央控 制器具有速度快、體積小、接口豐富、功耗低、無需輔助散熱設(shè)備的優(yōu)點，主 要負(fù)責(zé)運行PLC解釋器和用戶的應(yīng)用程序。代碼存儲器由非易失性閃存(FLASH) 組成，永久存儲網(wǎng)關(guān)的控制代碼。配置存儲器由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)和總線配置數(shù)據(jù)。程序存儲器由同步動態(tài)隨機(jī)訪問存儲
器(SDRAM)組成，具有速度快、容量大的優(yōu)點，用于代碼運行時的內(nèi)存分配。用 戶可以通過圖形化編程工具進(jìn)行應(yīng)用程序的編寫和編譯，生成二進(jìn)制代碼文件 后通過網(wǎng)絡(luò)接口下載至配置存儲器中，運行于ARM7中央控制器的PLC解釋器將 自動加載并執(zhí)行用戶應(yīng)用程序，對總線數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理。
權(quán)利要求1、一種基于ARM7的J1939-RS485網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、RS485總線收發(fā)器、RS485總線隔離變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，最后通過RS485總線隔離變壓器發(fā)送到RS485總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為RS485總線數(shù)據(jù)通過RS485總線隔離變壓器進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，最后通過J1939總線收發(fā)器送到J1939總線。
專利摘要本實用新型所述的基于ARM7的J1939-RS485網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)將J1939總線數(shù)據(jù)與RS485總線數(shù)據(jù)進(jìn)行編程轉(zhuǎn)發(fā)。是由J1939總線協(xié)議控制器、RS485總線收發(fā)器、ARM7中央控制器、RS485總線隔離變壓器、J1939總線收發(fā)器所組成。J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入RS485總線收發(fā)器，最后通過RS485總線隔離變壓器發(fā)送到RS485總線。數(shù)據(jù)傳輸路徑可以反向。該網(wǎng)關(guān)為總線J1939和RS485總線的結(jié)合提供了解決方案，設(shè)計新穎、可靠、靈活，在農(nóng)林機(jī)械、軌道車輛行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G05B19/418GK201341155SQ20082021909
公開日2009年11月4日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者躍 于, 杜振環(huán) 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心